İş Makinelerinde Kablo Tutucu Olarak Kullanılan Makine Elemanın Kalıp Tasarımı ve Prototipi Gülçin CANKURT*, Kerim ÇETİNKAYA1 1 Karabük Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitim Bölümü, KARABÜK Özet Bu çalışma, iş makinelerinde kablo tutucu olarak kullanılmak üzere kalıp tasarımı gerçekleştirilmiş dönem ödevi çalışmasıdır. İş parçası üretim sahasında istenilen adete göre ile imal edilmektedir. Üretim aşaması incelenerek bükme kalıbı tasarımı yapılmıştır.
Anahtar kelimeler Bükme kalıbı , Autodesk İnventör
GİRİŞ Günümüzün imalat sektöründe yaygın olarak, bir makine parçasının veya sistemin üretimine geçilmeden önce, tasarım hızını ve verimliliğini arttırmak amacıyla gerekli çizimler ve hesaplamalar bilgisayar ortamında gerçekleştirilmektedir[1].
Kullanılan parçanın tasarımı Bilgisayar Destekli Tasarım yazılımı ile modellenmiştir. Autodesk İnventör mühendislik yazılımında üretilen kalıbın tasarımı, animasyon, gerilme ve gerinim analizi yapılan dönem ödevi çalışmasıdır.
CAD uygulamalarında hem şekillendirme hemde gerilme analizi birlikte yürütülebileceği gibi ayrı ayrı proğramlar kullanılarak şekillendirme ve gerilme analizi yapılabilir [2].
Eğer imalat, adı yenilenen ve değişkenlere bağlı tasarımları gerektiriyorsa, parametrik tasarım adı verilen bir yaklaşımın,bilgisayar destekli olarak yapılmasını sağlayan, iki veya üç boyutlu parametrik ve etkileşim çizim ve modellere yapabilen tasarım programları kullanılmaktadır[3,4,5,6].
MALZEME VE METOD Ürünün malzeme özellliği ST52-3 ’dir. Çekme dayanımı 52 kg/mm ve akma dayanımı 355 Mpa. olan özel malzeme kullanılmıştır. Malzeme numarası 1.0570 olarak tablodaki değer alınmıştır. Malzeme numarasının nasıl sınıflandırıldığı aşağıda gösterilmiştir.
Takım çeliğinin kullanıldığı alanlar, endüstriyel binalarda, köprü ve demiryollarında, geçici ve kalıcı zemin altyapı projelerinde, denizde yapılan dalgakıranlarda, gemi yapımı, şehirlerarası elektrik kabloları taşıyan direklerde, petrol ve gaz offshore platformlarda, çok amaçlı sosyal tesisler, ticari yapılar, binaya yük bindirmeyen çatı katlarında kullanılmaktadır[7].
Fiziksel Özellikler
Akma mukavemeti(Min) 2 2 N/mm (kg/ mm )
Çekem mukavemeti 2 2 N/mm (kg/mm )
Uzama(%Min.) L0=80 mm
Kalınlık (mm)= <16
Kalınlık(mm)>=3 =<50
>=3 =<40
355( 36.2)
490 – 630( 50.0-64.3)
20
Tablo1. St52 Çeliğinin fiziksel özellikleri (Erdemir,2000) Modelleme ve montaj için Autodesk İnventor programı tercih edilmiştir. Üretilecek parçanın şeklinden başlayarak, mümkün olduğu kadar fazla üretime imkan verecek şekilde tasarımı yapılmalıdır[8]
Kablo tutucu bükme kalıbım için mukavemet hesaplamaları
L1=15-8=7mm L2= 8+2=10 mm L3= 40-20=20mm L4=L2=10mm LT = L1+ L2+ L3+ L4= 7+10+20+7+10= 54 mm Açınım boyu LT = 54 mm Pres kuvvet hesaplamaları δD = 11+0,57. ςç = 11+ 0.57.52 = 40,46 kgf/mm2
ςe =
11+ δak = 11+35.5 = 46.5 kgf/ mm
U BÜKME =
2
0,666. ςe. W. T2 L
f
=
0,666. 46,5.4.42 54
=
36,704
Fp = f . EMK = 36,704 . 2 = 73.408kg/f
BULGULAR VE TARTIŞMA Modelleme ve hareket analizi ile tasarımın doğruluğu onaylandı. Autocad Inventör içerisindeki hareket analizi özellikleri, temas bilgilerinin ve katı modellerin tanımlanması , hareket davranışlarının hesaplanması için montaj sınırlamaları kulanıldı. Bu sayede, tasarımın hareket özelliklerini kolaylıkla anlayabilme, parçaların konum, hız bilgileri tanımlandı. Bükme işleminin gerçekleştirilebilmesi için gerekli olan pres-ton hesabı yapıldı. C tipi eksantirik pres ile bükme işlemi yapılmaktadır. Malzeme sisteme el yardımı ile manuel olarak yerleştiriliyor. Ürünün imalatı isteğe bağlı olarak olarak yapılıyor. Dakikada 4 adet üretimi gerçekleştiriliyor. İlk üretim aşamasında presin basma kuvveti ayarının kaçıklığı nedeniyle parçada ezilme meydana gelmiştir. Presin basma kuvveti ayarlanarak istenilen adette parça üretimine verimli bir şekilde devam edilmiştir. Teorik olarak yapılan hesaplamalar ve üretim sahasında ki sonuçların birbirine olan yakınlığı incelenmiştir. Tasarımcı belli kalıba ve yörüngeye göre değil problemlerin yön ve parametrelerine göre hareket geliştirebilmelidir[9].
SONUÇ Bu araştırma da iş makinalarında kullanılan kablo tutucu parçasının bükme kalıbı ile üretimi gerçekleştirilmiştir.iş makinalarında ki kullanım yerleri incelenerek ürünün üretim aşamasında ki kuvvet analizleri yapılmıştır. bükme işlemi esnasında karşılaşılabilecek hatalar tasarım aşamasında ve modelleme esnadsında teyit edilerek minimuma indirgenmiştir. Bükme kalıbının tasarımından imalatı gerçekleştirilip parçanın üretimine kadar olan aşamalar üretim esnasında ki yeri gözlemlenerek iş makinalarında ki kullanım yerleri incelenmiştir. TEŞEKKÜR Hisarlar Makina sanayi ve tic. A.Ş., Genel Müdür GÖKSEL ÖZKIR, Teknik büro ve Arge sorumlusu Murat CANKURT ve elemanlarına destek ve yardımları için teşekkür ederim. KAYNAKLAR [1] Halkacı H. ve Osman Y. “ Parametrik tasarım ve solidworks CAD proğramı ile bir uygulama” TBMMOB Makina Mühendisleri Odası Konya Şubesi II. Makina Tasarım ve İmalat teknolojileri Kongresi,2003. [2] Solidworks 2001 Plus Geting Started Manuel, elektronikda solidworks programı ile birlikte, 2008. [3] Kondo K. “PIGMOD: Parametric and İnteractivite Geometric Modeller For Mechanical Design”,Computer Aided Parametric Design 22,10,633-644,1990. [4] Başak H. ve Gülesin M. “ Prizmatik Parçalar İçin Unsur Tabanlı Parametrik Tasarım Programı”, Teknoloji,4,2000. [5] Başak H., “ VisualLIPS ve AutoCAD uygulamalrı”, Pusula Yayıncılık,2003. [6] Çıkış E.,”AutoLIPS” Beta Yayınları, 1993. [7] [8] Işık A.,” Yapı Çeliğinin(ST52-3) MIG/MAG Kaynağında gaz karışımlarının Çekme Dayanımı Özelliklerine Etkisi” Araştırma Makalesi 1305-6468, 9-15,2006. [9] AB teknik mevzuat ve CE uygulamarı komisyonu, “Makinalarda Uygunluk Değerlendirmesi Sürecinde Teknik Dosyanın Önemi” TBMMOB Makina Mühendisleri Odası Konya Şubesi II. Makina Tasarım ve İmalat teknolojileri Kongresi,2003.